Цепные передачи

1. Общие сведения

Цепная передача — это механизм, состоящий из ведущей 1 и ведомой 2 звездочек и охватывающей их цепи 3 (рис. 1). В состав передачи также часто входят натяжные и смазочные устройства, ограждения. Возможно применение нескольких ведомых звездочек. Цепь состоит из соединенных шарнирно звеньев, за счет чего обеспечивается гибкость цепи. Передачи используют в сельскохозяйственных, подъемно-транспортных, текстильных и полиграфических машинах, мотоциклах, велосипедах, автомобилях, нефтебуровом оборудовании.

Рис. 1. Схема цепной передачи

Достоинства цепных передач: 1)возможность применения в значительном диапазоне межосевых расстояний; 2) меньшие, чем у ременных передач, габариты; 3) отсутствие проскальзывания; 4) высокий КПД; 5) относительно малые силы, действующие на валы; 6) возможность передачи движения нескольким звездочкам; 7) возможность легкой замены цепи.

Недостатки цепных передач: 1) неизбежность износа шарниров цепи из-за отсутствия условий для жидкостного трения; 2) непостоянство скорости движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек; 3) необходимость более точной установки валов, чем для клиноременной передачи; 4) необходимость смазывания и регулировки.

2. Типы цепей

Цепи по назначению подразделяют на три группы: 1) грузовые — для закрепления грузов; 2) тяговые — для перемещения грузов в машинах непрерывного транспорта (конвейерах, подъемниках, эскалаторах и др.); 3) приводные — для передачи движения.

Основные типы цепей представлены на рис. 2: грузовые круглозвенная (а), пластинчатая шарнирная (б); тяговая пластинчатая (в); приводные роликовая однорядная (г), роликовая двухрядная (д), роликовая с изогнутыми пластинами (е), втулочная (ж), зубчатая с внутренними направляющими пластинами (з), зубчатая с боковыми направляющими пластинами (и), фасоннозвенная крючковая (к), фасоннозвенная втулочно-штыревая (л). Грузовые и тяговые цепи подробно рассматривают в курсе подъемно-транспортных машин, в данном курсе главное внимание уделяется приводным цепям.

Основной геометрической характеристикой цепи является шаг Р — расстояние между осями соседних шарниров. Большинство стандартных цепей имеют шаг, кратный 1 дюйму (25,4 мм).

Н

Рис. 2. Основные типы цепей

аиболее широко применяют роликовые цепи (рис. 3), которые образуются из последовательно чередующихся внутренних и наружных звеньев. Внутренние звенья состоят из пластин 1 и запрессованных в их отверстия гладких втулок 2, на которых свободно вращаются ролики 5. Наружные звенья состоят из пластин 3 и запрессованных в их отверстия валиков 4. Концы валиков после сборки расклепывают. Благодаря натягу в соединениях наружных пластин с валиками и внутренних пластин со втулками и зазору между валиком и втулкой образуется шарнирное соединение. Для повышения сопротивления усталости значения натягов принимают значительно большими, чем предусмотрено стандартными посадками. Пластическое деформирование пластин в зоне отверстий, неизбежное при столь больших натягах, существенно повышает сопротивление усталости пластин (в 1,6-1,7 раза). Многорядные цепи с числом рядов от двух до восьми (см. рис. 2,д) собирают из деталей с такими же размерами, что и однорядные, кроме валиков, имеющих соответственно большую длину. Нагрузочная способность цепей почти прямо пропорциональна числу рядов, что позволяет в передачах с многорядными цепями уменьшить шаг, радиальные габариты звездочек и динамические нагрузки.

Рис. 3. Конструкция приводной роликовой цепи

При больших динамических, в частности ударных нагрузка частых реверсах применяют роликовые цепи с изогнутыми пластинами (см. рис. 2, е). В связи с тем, что пластины работают на изгиб, они обладают повышенной податливостью.

При работе цепных передач в условиях, вызывающих возрастание трения в шарнирах (запыленные и химически активные среды) используют открытошарнирные пластинчатые цепи, (рис 4). Будучи открытым, шарнир такой цепи самоочищает от попадающих в него абразивных частиц. Наружные звенья (пластины 1) такой цепи не отличаются от аналогичных звеньев роликовой цепи. Внутренние звенья образуются из пластин 2, имеющих отверстия в форме восьмерки, и фасонных валиков 4, заменяющих втулку. Валик 3 свободно проходит через отверстие в пластине 2 и взаимодействует с фасонным валиком 4. Замена тонкостенных втулки и ролика не только удешевляет цепь, но и резко повышает сопротивление усталости деталей цепи. Благодаря этому открытошарнирные цепи оказались значительно долговечнее роликовых при работе в тяжелонагруженных передачах.

Зубчатые цепи (см. рис. 2, з, и) к настоящему времени вытеснены более дешевыми и технологичными прецизионными роликовыми цепями, которые не уступают зубчатым по кинематической точности и шумовым характеристикам. Зубчатые цепи используют преимущественно для замены разрушившихся цепей в старом оборудовании. Из-за ограниченности применения зубчатые цепи не рассматриваются.

Соединяют концы роликовых, втулочных и открытошарнирных цепей в замкнутый контур с помощью соединительных и переходных звеньев. Соединительное звено, используемое при четном числе звеньев цепи, отличается от обычного наружного тем, что одна из его пластин надевается на концы валиков свободно и фиксируется на валиках замками и шплинтами. В случае необходимости использования цепи с нечетным числом звеньев применяют изогнутые переходные звенья, которые являются слабым местом цепи.

В обозначении приводных цепей указывают число рядов цепи (если оно больше одного), тип цепи, ее шаг и разрушающую силу. Пример обозначения в соответствии с ГОСТ 13568-75 — 2ПР-25,4-114000 — двухрядная приводная роликовая цепь с шагом Р = 25,4 мм и разрушающей силой

F_p = 114000 Н.

Рис. 4. Конструкция открытошарнирной цепи